Комплектная смена валков тележкой

Для смены одновременно двух валков требуется еще меньше вре­мени, чем на индивидуальную перевалку тележкой. Существуют конст­рукции тележек с одной платформой, на которых можно установить новые валки только после разбора старых, и тележки с двумя плат­формами, допускающие возможность заблаговременно до съема ста­рых, установить на отдельной платформе новые валки. Тележка этого типа, применяемая на слябингах, является наиболее совершенной. Для смены валков при помощи тележки требуется всего 20—25 мин.

Комплектная смена валков тележкой, перекатываемой краном (фиг. 214), применяется на блюмингах, для чего по обеим сторонам клети установлены блоки для троса, прикрепленного одним концом к тележке, другим к крюку крана. Передвижение тележки осуществляет­ся на катках по брусьям, установленным внизу клети. Подъем валков перед установкой и посадка на тележку производятся уравновешиваю­щим механизмом.

Фиг. 213. Индивидуальная смена валков тележкой: а — вид передней стороны клети; б — вид сбоку

Фиг. 214. Комплектная смена валков тележкой, перекатываемой краном

Комплектная смена валков при помощи тележек с гидравлическим (фиг. 215, а) и электрическим (фиг. 215, б) приводом применяется на блюмингах [124], причем обе подушки валков соединяются специальным бруском, имеющим форму двухстороннего ласточкина хвоста, входящего в соответствующие пазы обеих подушек.

Тележка для комплектной смены валков первого советского блю­минга (фиг. 216, а, б и в) состоит из двух симметричных частей, пред­ставляющих собой разноплечие рычаги, точкой опоры для которых слу­жат оси колес А и А тележки.

На длинных концах рычага находится подбрюшник верхнего вала, на коротких—две тяги со штырями, вводимые в отверстия нижних подушек. Обе части тележки, подобно ножницам, соединяются между собой валиком В, на который опирается хомут рессоры, концы кото­рой С и С поддерживают концы рычагов с подбрюшником.

При опускании верхнего валка на подбрюшник тележки длинные концы рычагов, преодолевая натяг рессоры, опускаются вниз, в то вре­мя как короткие концы рычагов и поднимаются вверх, увлекая за собой нижние подушки, а вместе с ними и нижний валок. Благода­ря разноплечести рычагов вес верхнего валка преодолевает вес нижне­го, который подтягивается к верхнему, чем создается жесткость креп­ления к тележке обоих валков.

Фиг. 215. Смена валков тележкой с гидравлическим (а) и элек­трическим (б) приводом

По освобождении верхнего валка от его нижних подбрюшников тележка вытаскивается специальной лебедкой, причем после выкатки верхний валок снимается краном, а нижний благодаря этому опу­скается на пол. При этом тележка (после вытягивания штырей из ниж­ней подушки) сдвигается в сторону и кран увозит нижний валок.

Затем на нижние подушки устанавливается запасной валок, тележ­ка надвигается на прежнее место, закладываются штыри и, наконец, на тележку краном устанавливается верхний запасной валок. Лишь после этого тележка вкатывается обратно в клеть. Смена валков зани­мает всего 30—40 мин.

Тележка первого советского слябинга для одновременной смены двух валков имеет наиболее совершенную конструкцию из рассмотрен­ных выше. На перевалку при помощи этой тележки затрачивается всего 12—15 мин. Особенность тележки (фиг. 217) заключается в том, что новые валки заранее устанавливаются на одну из ее платформ, тогда как другая платформа служит для приема старых валков.

Смена валков после их остановки осуществляется механизмом с двумя моторами, причем первый из них служит для выдвижения вал­ков из клети, второй — для перемещения их в сторону.

Для смены старых валков 1 продольную рейку 3 при помощи элек­тродвигателя 4 выдвигают на вторую половину тележки, затем при по­мощи поперечной рейки 5 и двигателя 6 подают валки в сторону, так что новые валки 2 оказываются против проема в станине 7. После этого снова включают электродвигатель 4 и новые валки вдвигают в станину.

Эта тележка имеет наиболее новую конструкцию, пользование ею сильно сокращает время, затрачиваемое на перевалку. Недостатки конструкции заключаются в ее громоздкости и дороговизне. Конструк­ция занимает много места с рабочей стороны стана. Преимущество ее заключается в быстроте перевалки; это содействовало широкому при­менению описанной тележки на весьма мощных станах (слябингах, блюмингах), где решающим является фактор времени, затрачиваемого на перевалку.

Смена вертикальных валков слябинга и универсальных станов осуществляется при помощи крана, причем валки вместе с рамами (фиг. 218) вынимаются через верхнюю часть клети и отводятся в сто­рону на специальную площадку, где освобождаются от рам.

На этой же площадке произ­водится замена валков в рамах. С целью экономии времени за­мена проводится заранее. Преж­де чем вытащить вертикальный валок 1 вместе с рамой 2 из клети освобождают раму с валками от связи 3 ее нажимных устройств 4, удаляют промежуточный вал 5 вместе с промежуточной шестер­ней 6, верхнюю крышку 7 и ряд других частей, мешающих свобод­ному выходу рамы с валком (ле­вым или правым) из клети. За­пасные комплекты рам с валками устанавливаются на место осво­божденных, после чего все детали клети, снятые перед сменой верти­кальных валков, устанавливаются на место.

Фиг. 216. Тележка для смены валков советского блюминга: а—вид сбоку; б — вид сверху; в - вид спереди

Фиг. 217. Тележка для смены валков первого советского слябинга

Фиг. 218. Вертикальные валки слябинга вместе с рамами; 1— валок; 2 — рама; 3— тяга, соединяющая раму с на­жимными устройствами; 4 — нажимные устройства; 5 — промежуточный вал; 6 —промежуточная шестерня; 7 — верхняя крышка

ПРИМЕР ПОВЕРОЧНОГО РАСЧЕТА ВАЛКОВ СТАНА КВАРТО ХОЛОДНОЙ ПРОКАТКИ НА ПРОЧНОСТЬ И ПРОГИБ

Исходные данные. Стан предназначен для холодной прокатки полос шириной 2000 мм, толщиной 2,6—1 мм; материал Ст. 1010.

На основе опытных данных выбраны валки (фиг. 219): рабочие — диаметром 500 мм, опорные — диметром 1200 мм с длиной бочки = 2180 мм. Шейки рабо­чих валков, рассчитанные под роликовые подшипники, имеют размеры: =260 мм; =240 мм. Шейки опорных валков — конические под подшипники Моргойля. Расчетный диаметр = 900 мм, длина = 800 мм. Давление металла на валки, определяемое по графику , с соответствующими поправками на материал, = 2500 т.

Фиг. 219. Нижние рабочий и опорный валки клети кварто стана холодной прокатки

Материал валков — хромоникелевая сталь с временным сопротивлением = 120 кг/мм и допускаемым напряжением = 2200 кг/см .

Давление металла на рабочий валок передается опорному валку, бочка и шей­ка которого проверяются на изгиб. Поскольку длины бочек обоих валков одинаковы, передаваемое на опорный валок усилие распределяется равномерно по всей длине его бочки.

Определяем напряжение в бочке опорного валка. Имеем:

Определяем напряжение в шейке опорного валка. Шейку опорного валка рассматриваем как консольную балку, нагруженную посередине силой . Имеем:

Следовательно, бочка и шейка валка являются равнопрочными.

Рабочий валок по приведенным выше соображениям на изгиб не проверяется, определяется только деформация кручения в шейке валка.

Крутящий момент, передаваемый через цапфу рабочего валка, равен половине крутящего момента мотора минус потери на трение в передаче. Зная мощность мотора, можно легко определить величину крутящего момента. Если мощность мото­ра неизвестна, то крутящий момент можно подсчитать, исходя из момента прокатки. Последний находится по формуле:

где Р — давление металла на валок;

—диаметр рабочего валка;

— угол, соответствующий точке приложения равнодействующей общего давле­ния. В данном случае (при холодной прокатке) 0,4 ( — угол захвата);

— диаметр цапфы рабочего валка;

— коэффициент трения подшипника (для роликового подшипника = 0,003);

Мх.х—момент холостого хода, которым в данном расчете пренебрегаем.

Принимая = 3°, получаем:

М пр = 2500000 (50 1°20' + 26 *0,003) = 3 • 100000 кгсм

Напряжение от кручения в цапфе валка:

Определяем прогиб и форму бочки валка. Поскольку все давление передается на опорные валки, прогиб рабочих валков лимитируется прогибом опорного. Поэто­му достаточно определить максимальный прогиб опорного валка.

Расчет производим по формуле , упрощенной проф. Ивановым.

Максимальный прогиб валка:

По табл. (стр. 308) находим:

Следовательно:

При прокатке особенно тонких и широких полос величина прогиба оказывает очень существенное влияние на неравномерность толщины полосы по ее ширине. Во избежание этого бочку рабочего валка шлифуют с выпуклостью, соответствую­щей полученному при расчете прогибу валка.

Кроме того, следует учитывать некоторое сплющивание валков (радиальное сжатие), которое увеличивает поверхность соприкосновения металла с валком.